CC BY
8
УДК i 15.917:547.4 II. I33J.О IS.44.07
Л. П. Сычева, В. И. Казачков
МОДИФИЦИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТОГО УГЛЕРОДА НА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ЦИ КЛОФОСФ АМИДА
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
При изучении неблагоприятных аффектов химических загрязнений городской и жилой среды следует учитывать, что в основном это факторы малой интенсивости, не оказывающие значительного непосредственного токсического действия. Однако они могут вызывать неспецифические изменения важнейших регуляторных, метаболических, защитных и других систем организма и модифицировать ответные реакции на патогенные воздействия. В этом плане большой интерес представляет изучение модифицирующего действия химических факторов окружающей среды на отдаленные эффекты действия химических соединений [5].
Одной из систем организма, которая может играть ч^важную роль в модификации специфических эффектов, является микросомальная система оксиге-наз смешанной функции. С участием ферментов этой системы осуществляется метаболизм большинства ксенобиотиков III. Многие химические загрязнения среды, изменяя активность ферментов данной системы, могут влиять на метаболизм мутагенов, канцерогенов, тератогенов и оказывать модифицирующее действие на специфические эффекты 12—4, 121.
Задачей настоящего исследования являлось изучение модифицирующего действия ингибитора системы оксигеназ смешанной функции — четырех-хлористого углерода — в пороговой концентрации на эффект модельного мутагена цнклофосфа-мида. Мутагенная активность циклофосфамида (ЦФ) обусловлена алкилирующими свойствами его метаболитов, которые образуются при участии оксигеназ смешанной функции [141.
Опыт проведен на самцах мышей СВА X С57В1/6 Sto. ЦФ (фирма «Jenapharm», ГДР) растворяли в стерильной дистиллированной воде и вводили одно-^кратно внутрнжелудочно зондом в дозе 20 мг/кг. Четыреххлористый углерод (фирма «Laborchemie», ГДР) добавляли в концентрации 3 мг/л ПО ПДК) к питьевой воде, которую животные получали без ограничений. Суточная доза, рассчитанная по замерам водопотребления, составляла 0,29 мг/кг. Схема эксперимента предусматривала оценку зависимости модифицирующего действия четыреххлористого углерода от длительности его поступления с водой. Были сформированы 10 групп по 6 особей: 1-я (контрольная) — интактные животные; 2-я — животные, получавшие четыреххлористый углерод с питьевой водой в течение 6 мес; 3-я — животные, которым вводили ЦФ; 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10-я — животные, которым вводили ЦФ после воздействия четыреххлористым углеро-
дом в течение I нед. 1. 2, 3, 4, 5 и 6 мес соответственно. Эксперимент был спланирован таким образом, чтобы ЦФ мышам разных групп вводили приблизительно в одно время. Это позволило избежать влияния возрастного и сезонного факторов и осуществить эксперимент с применением одной партии мутагена.
Препараты метафазных хромосом готовили через 24 ч после введения ЦФ. За 1,5 ч до умерщвления мышам внутрнбрюшинно вводили колхицин в дозе 2,5 мг/кг. Препараты готовили по стандартной методике 1101. Анализировали по 100 метафаз от каждого животного. Учитывали одиночные и парные фрагменты, обмены хроматидного и хромосомного типа. Сравнение процента клеток с аберрациями хромосом у животных разных групп проводили с применением критерия Стьюдента. Для нормализации дисперсии использовали преобразование агсвт ух, где х— процент клеток с аберрациями хромосом 16).
Состояние и внешний вид животных групп с разной продолжительностью запаивания не отличались от контроля. Результаты цитогенетического анализа представлены в таблице. Частота аберрантных клеток и число аберраций на 100 метафаз у животных, получавших четыреххлористый углерод 6 мес, были такими же, как в контроле. При
Процент клеток с аберрациями хромосом в костном мозге мышей при разной длительности потребления четыреххлористого углерода (3 мг'л) и однократном внутрижелудочном введении ЦФ (20 мг/кг)
¿•о 5 н о • V и Тимы аберрациП на 100 метафаз «е к «
Группа жннотных а и о т я X -е-* 2 * »О/ (С st- одиночные фрагменты обмены jpo- матидного типа парные фрагменты Всего аСсрраи на 100 метаф!
«3 ill .s <-■ ^
1-Я 0,83 0,83 0 0 0,83
(контроль) 2-я 0,50 0,50 0 0 0,50
3-я 6,50 _ 6,33 0,33 0,50 7,16
4-я 4,33* 66,2 4 0,50 0,33 4,83
5-я 1,17** 18,5 1,17 0 0,17 1,34
6-я 2,17** 33,8 2,17 0 0 2.17
7-я 4,00* 61,5 4 0,17 0,17 4,33
8-я 4,00* 61,5 3,67 0 0,67 4,33
9-я 4,67 72,3 4,83 0,67 С,17 5,67
10-я 3,50* 53,8 3,83 0,17 0.33 4.33
Примечание. Различие с изолированным действием ЦФ: одна звездочка — Я<0,05, две — /J<0,001.
1-я 2-я 3-я 4-я 5-я 6-я 7-я в-я 9-я Ю-я
Частота клеток с аберрациями хромосом в экспериментальных группах животных. По оси абсцисс — группы животных; / — контроль: 2 — четыреххлористый углерод, G мес: 3 — цнклофосфамид; 4—Ю — четыреххлористый углерод в течение 1 под, I. 2. 4. 5 и 6 мес соотвст-ствснно+цнклофосфлмид; по оси ординат — процент клеток с аберрациями хромосом.
изолированном действии ЦФ частота клеток с аберрациями хромосом составила 6,5%. У животных всех групп (кроме 9-й), получавших в течение разного времени питьевую воду с четыреххлори-стым углеродом в концентрации 3 мг/л, отмечено статистически значимое снижение индуцированной ЦФ частоты аберрантных метафаз по сравнению с таковой при изолированном введении мутагена. Эти изменения видны на рисунке. На первых этапах наблюдалось снижение цитогенетического эффекта от 4,3% при длительности запаивания 1 нед до 1,2% к 1 мес эксперимента. При дальнейшем увеличении длительности воздействия че-тыреххлорнстым углеродом цитогенетнческнй эффект ЦФ возрастал. Статистический анализ частоты аберрантных клеток при воздействии четырех-хлористым углеродом показал стабилизацию цитогенетического эффекта с 3 по 6 мес на уровне около 60% от изолированного действия ЦФ. Динамика показателя «количество аберраций на 100 метафаз» сходна с таковой для показателя «частота клеток с аберрациями хромосом». Соотношение типов аберраций у животных во всех группах при затравке ЦФ и четыреххлористым углеродом оказалось приблизительно одинаковым: основными типами аберраций были одиночные фрагменты, реже встречались парные фрагменты и обмены хроматидного типа, обмены хромосомного тина отсутствовали.
Четыреххлористый углерод при поступлении в концентрации 3 мг/л с питьевой водой не индуцировал хромосомные аберрации в клетках костного мозга мышей. По данным литературы, это вещество не вызывает генных мутаций в опытах на Salmonella typhimurium 17, 91 и хромосомных аберраций в клетках млекопитающих in vitro 1131. Полученные результаты хорошо согласуются с этими данными и дополняют информацию о мутагенных свойствах четыреххлористого углерода в опытах in vivo при длительном введении.
Исследования показали, что, не обладая мута^ генными свойствами, четыреххлористый углерод* вызывает достоверное снижение цитогенетического эффекта цнклофосфамида.
Результаты анализа возможных путей модификации цитогенетического действия ЦФ приводят к заключению, что наиболее вероятным процессом, на который действует четыреххлористый углерод, является метаболизм мутагена. По данным литературы, в опытах in vitro и in vivo установлена инактивация окенгеназ смешанной функции и ключевого фермента этой системы цитохрома Р-450 разными дозами четыреххлористого углерода 18, 151. Введение четыреххлористого углерода в дозе 0,25 мл/кг снижает через 24 ч содержание цитохрома Р-450 до 30% по сравнению с контролем 1111. Эта доза приблизительно соответствует дозе вещества, использованной в нашем эксперименте. Поэтому можно предположить, что снижение активности оксигеназ смешанной функции при действии четыреххлористого углерода приводит к угнетению метаболизма мутагена и снижению частоты клеток с аберрациями хромосом. Подтверждением того, что снижение эффекта циклов фосфамида обусловлено изменением активности системы оксигеназ смешанной функции, служат результаты экспериментов В. С. Журкова и со-авт. [41. При действии малых доз индуктора оксигеназ смешанной функции — фенобарбитала — отмечено небольшое, но статистически значимое повышение активности системы. Введение на этом фоне ЦФ приводило к выраженному увеличению цитогенетического эффекта.
Таким образом, исследования позволили выявить модифицирующие свойства четыреххлористого углерода в пороговой концентрации, что свидетельствует о возможности модификации мутагенных эффектов химическими веществами на уровне концентраций, реально существующих в окружающей среде.
Выводы. 1. Четыреххлористый углерод в концентрации 3 мг/л (10 ПДК) при поступлении в организм с питьевой водой не оказывает цитогенетического действия.
2. Четыреххлористый углерод в указанной кон-_ центрацни при поступлении в организм с питьевой водой статистически значимо снижает цитогенети-ческий эффект ЦФ при длительности потребления животными от 1 нед до 6 мес. Максимальный модифицирующий эффект отмечен при воздействии вещества в течение 1 мес.
Литература
1. Арчаков А. И Мнкросомальное окисление. М., 1975.
2. Бслицкчй Г. А. — Успехи совр. биол., 1969, т. 68, № 4—6, с. 19—34.
3. Гуркало В. К.. Власов Н. Н. — Вести. АМН СССР, 1979, № 1, с. 31—35.
4. Жчрков В. С., Меркурьева Р. В., Бурмантова Н. П. и "др. — Там же, ¡985, № I. с. 54—58.
5. Литвинов Н. Н., Прокопенко Ю. И. — Гиг. и сан., 1981, № 10, с. 71—74.
Подольная M. А., Бобринев Е. В., Радченко Л. У. и др. — В кн.: Актуальные проблемы оценки фармакологической активности химических соединений. М., 1981, ч. 2, с. 124 — 125.
7. Barker Е. D., Danish W. Н., Mueller К. R. — Mutat. Res., 1981. v. 90, p. 31—48.
8. Dingell J. К., Heimberg M. — Biochem. Pharmacol., 1968, v. 17, № 7, p. 1269—1278.
9. Fischbein L. — Sci. Total Environm., 1979, v. II, p. 163—195.
10. Ford С. E.. Hamerlon J. L. — Stain Technol., 1956, v. 31, p. 247—251.
11. Glende E. A. — Biochem. Pharmacol., 1972, v. 21, p. 1697—1702.
12. Hales B. F. — Teratology, 1981, v. 24, p. 1—11.
13. IARC Monographs of Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Humans. Lyon. 1979. v. 19—20.
14. Mohn G., Ellenberger J. — Mutat. Res., 1976. v. 32, p. 331—360.
15. Sasame H. A.. Castro J. A., Gillette J. R. — Biochen. Pharmacol., 1968, v. 17, p. 1759—1768.
Поступила 23.01.83
S у m m a г у. Experiments on CBAXC57BI/6 mice have demonstrated a decrease in cytogenetic activity of cyclophosphamide under the effect of carbon tetrachloride a: a threshold concentration of 3 mg/l consumed with drinkable water.
УДК 614.777:546.761-07
М. И. Смирнов
ОТДАЛЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ШЕСТИ-И ТРЕХВАЛЕНТНОГО ХРОМА В ВОДЕ НА ОРГАНИЗМ
Белорусский научно-исследовательский санитарно-гигиенический институт Минздра
ва БССР, Минск
^ В настоящее время в СССР пересмотрен ряд ПДК тяжелых металлов в воде водоемов. Это обусловлено тем, что установление возможных последствий интоксикации как одного из наиболее опасных видов биологического действия является важным условием гигиенического нормирования тяжелых металлов в объектах окружающей среды II]. В связи с этим особую актуальность приобретает изучение способности ионов хрома вызывать отдаленные эффекты, так как их гигиенический регламент (0,1 и 0,5 мг/л для Сгв+ и Сг3+ соответственно) установлен в 50-е годы только с учетом общего токсического действия и влияния на органолептическне свойства воды.
Экспериментальные исследования по выявлению отдаленных последствий интоксикации шестн-и трехвалентным хромом проведены в соответствии с методическими рекомендациями 12—41.
При изучении эмбркотоксического действия Cr6f и Сг3+ учитывали число желтых тел беременности, число и массу эмбрионов, среднюю массу плаценты, рассчитывали показатели до-, пост- и общей Эмбриональной смертности. В период беременности у самок определяли прибавку в массе.
В опыте использовано 85 самок белых беспородных крыс. Сгв+ в виде биохромата калия вводили внутрижелудочно в дозах 0,25, 0,025, 0,005 и 0,0025 мг/кг, Сг3+ (в виде треххлористого хрома) — 0,25 и 0,025 мг/кг с 1-го по 20-й день беременности.
У животных, получавших максимальные дозы щестивалентного хрома, наблюдалось достоверное увеличение общей эмбриональной смертности, в основном за счет гибели плода после имплантации. Для максимальной дозы трехвалентного хрома характерным оказалось воздействие на уровень доимплантационной смертности. При равной дозе Сгв+ н Сг3> (0,25 мг/кг) выявлено досто-
верно большее негативное влияние на развитие эмбриона шестивалентного хрома (Р <0,001). Наблюдалось также существенное снижение средней массы эмбриона и средней массы плаценты. Таким образом, для шестивалентного хрома эм-бриотоксическое действие являлось более характерным, чем для Сг3+. В соответствии с этим установлены следующие пороговые дозы разновалент-ных ионов металла: для Сгв+ 0,025 мг/кг, для Сг3+ 0,25 мг/кг.
Гонадотропное действие разновалентных ионов хрома изучали на 56 самцах белых беспородных крыс в хроническом 6-месячном эксперименте. Сгв+ вводили пероралыю в дозах 0,25, 0,025, 0,005 и 0,0025 мг/кг, Сг3+ — в дозах 0,25 и 0,025 мг/кг. По окончании эксперимента животных забивали методом цервикальной дислокации позвоночника. Исследовали состояние семенников (внешний вид, длину, ширину, объем, коэффициенты массы) и функциональное состояние сперматозоидов (время подвижности, осмотическую и кислотную резистентность), оценивали оплодотворяющую способность экспериментальных животных.
У животных, получавших максимальную дозу Сгв+, достоверные отличия от контроля обнаружены по коэффициентам массы и длине семенников, времени подвижности сперматозоидов. У животных, получивших Сг3+ в дозе 0,25 мг/кг, были существенно изменены все изученные показатели (кроме ширины семенников), причем при введении равной дозы шести- и трехвалентного хрома (0,25 мг/кг) отмечались разнонаправленные отклонения от контроля коэффициентов массы гонад. Так, при использовании Сг3|~ описываемый показатель был снижен, а при потреблении Сг0+ — увеличен, что позволяет предположить более раннее развитие патологии при отравлении трехвалентной ионной формой металла. В пользу данного предположения
